JP2023517637A - Bearing member for supporting the rotating shaft - Google Patents
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Abstract
本発明は、回転軸を支持するためのベアリング部材(65)を提供し、ベアリング部材(65)は、ベアリングハウジング(20)と、ベアリングハウジング(20)に挿入された少なくとも1つのベアリング(32)であって、ベアリング(32)が、ベアリングを通って延びる回転可能軸(72)を受容するように構成された、少なくとも1つのベアリング(32)と、ベアリングハウジング(20)の周囲に配置された傾斜部材(41)とを含む。傾斜部材(41)は、ベアリングハウジング(20)を受容するための貫通孔(62)を形成する環状ディスク(44)のパックを含み、環状ディスク(44)のそれぞれは、ディスクのそれぞれを通って延在する複数のアパーチャを含み、傾斜部材(41)は、環状ディスク(44)をスタックとして一緒に保持するために、アパーチャのそれぞれに設けられたスリーブ要素(47)であって、傾斜部材(41)をベアリングハウジング(20)または固定機械要素(71)に取り付けるための締結手段を受容するために設けられたスリーブ要素(47)をさらに備えている。The present invention provides a bearing member (65) for supporting a rotating shaft, the bearing member (65) comprising a bearing housing (20) and at least one bearing (32) inserted into the bearing housing (20). wherein the bearings (32) are arranged about the bearing housing (20) with at least one bearing (32) configured to receive a rotatable shaft (72) extending therethrough; and a ramp member (41). The ramp member (41) includes a pack of annular discs (44) forming through holes (62) for receiving the bearing housing (20), each of the annular discs (44) passing through each of the discs. comprising a plurality of extending apertures, the slanted members (41) being sleeve elements (47) provided in each of the apertures for holding the annular discs (44) together as a stack, the slanted members ( 41) to the bearing housing (20) or to the fixed mechanical element (71).
Description
本発明は、ベアリングハウジングがその中心軸に対して傾斜することを可能にするベアリング部材等のベアリング(軸受)部材に関する。 The present invention relates to a bearing member, such as a bearing member that allows the bearing housing to tilt about its central axis.
遠心分離機は、一般に、遠心分離機ロータ(回転子)の下に配置された駆動ユニットによって駆動される典型的な垂直スピンドルに取り付けられた遠心分離機回転子を備えている。遠心分離機回転子は、典型的には、駆動ユニットと比較して比較的大きな重量を有する。さらに、遠心分離機回転子は、分離された大量の生成物を受容するように構成されている。したがって、遠心分離機の作動中にスピンドルによって運ばれる質量は重要である。遠心分離機回転子の比較的小さな不均衡(アンバランス)は、作動中に問題を引き起こす可能性があり、特に、遠心分離機回転子が、始動時に、必要な分離効率に最適な超臨界回転速度を達成するために、臨界回転速度を通過しなければならない場合に問題が発生する可能性がある。 A centrifuge generally includes a centrifuge rotor mounted on a typical vertical spindle driven by a drive unit located below the centrifuge rotor. A centrifuge rotor typically has a relatively large weight compared to the drive unit. Additionally, the centrifuge rotor is configured to receive a large volume of separated product. Therefore, the mass carried by the spindle during operation of the centrifuge is important. Relatively small imbalances in the centrifuge rotor can cause problems during operation, especially when the centrifuge rotor is at start-up at the optimum supercritical rotation for the required separation efficiency. Problems can arise when a critical rotational speed must be passed in order to achieve speed.
米国特許出願公開第2015/283561号(特許文献1)には、遠心機ドラムと、ネックベアリングおよびフットベアリングによって駆動ハウジング内に回転可能に取り付けられた駆動スピンドルとを備えた遠心分離機が記載されている。駆動ハウジングは、駆動チャンバと、ステータ(固定子)およびモーター回転子を有する電気モーターとを取り囲む。モーター回転子は駆動スピンドル上に配置され、ステータは駆動ハウジングに固定接続されている。ステータ(固定子)とモーター回転子との間にエアギャップ(空間)が存在する。ステータおよびモーター回転子は、ネックベアリングとフットベアリングとの間に配置されている。フットベアリングはピボットベアリングとして設計されており、遠心機ドラムを軸方向に支えている。ネックベアリングは、駆動ハウジングに固定されたベアリングハウジング内に、少なくとも1つの弾性要素を介して半径方向に支持されている。弾性要素は、エラストマー材料からなるリングによって相互接続された2つの金属スリーブで構成されている。 US Patent Application Publication No. 2015/283561 describes a centrifuge comprising a centrifuge drum and a drive spindle rotatably mounted within a drive housing by neck and foot bearings. ing. A drive housing encloses a drive chamber and an electric motor having a stator and motor rotor. The motor rotor is arranged on the drive spindle and the stator is fixedly connected to the drive housing. An air gap exists between the stator and the motor rotor. The stator and motor rotor are located between the neck and foot bearings. The foot bearing is designed as a pivot bearing and supports the centrifuge drum axially. The neck bearing is radially supported via at least one resilient element within a bearing housing secured to the drive housing. The elastic element consists of two metal sleeves interconnected by a ring of elastomeric material.
ネックベアリングを支持する米国特許出願公開第2015/283561号(特許文献1)の弾性要素は、動作中にスピンドルが半径方向の小さな動きを可能にする。しかしながら、設計上、スピンドルが幾何学的中心軸から半径方向に移動すると、スピンドルがわずかに傾く場合がある。ネックベアリングを支持する弾性要素は、そのような傾きを補償するように構成されていないようである。したがって、スピンドルの傾斜は、ネックベアリングの内側および外側のベアリングリングを互いに対して横軸の周りで回転させようとする力をモーターらし、ネックベアリングの早期摩耗を引き起こし得る。 The elastic element of US2015/283561 supporting the neck bearing allows small radial movements of the spindle during operation. However, by design, the spindle may tilt slightly as it moves radially from the geometric central axis. The elastic elements supporting the neck bearing do not appear to be configured to compensate for such tilts. Thus, the tilting of the spindle can motor the forces tending to rotate the inner and outer bearing rings of the neck bearing relative to each other about the transverse axis, causing premature wear of the neck bearing.
米国特許第9,427,747号(特許文献2)には、ヘビーデューティ(高負荷)の用途に適している、フレームと、スピンドルと、スピンドル上の遠心機回転子とを備えた、遠心分離機が記載されている。遠心機回転子は、内部分離空間を形成する回転子ケーシングと、流体を供給するための入口と、分離された成分を排出するための出口とを備えている。ステータ(固定子)およびロータ(回転子)を有する駆動モーターが、スピンドルと遠心機回転子とを駆動する。モーター回転子は、第1のベアリングおよび第2のベアリングによって支持されている。結合部材は、モーター回転子からスピンドルに回転運動を伝達するために、モーター回転子とスピンドルとを接続している。第3のベアリングは、スピンドルとフレームとの間で半径方向の力の第1の部分を伝達するために、フレームに対して半径方向に弾性であるようにスピンドルを支持する。結合部材は、ラメラ結合(lamella coupling)またはユニバーサル結合(universal coupling)を含み、スピンドルとフレームとの間に存在するラジアルフォース(半径方向の力)の第2の部分を、モーター回転子および第1および第2のベアリングを介してフレームに伝達する。 U.S. Pat. No. 9,427,747 discloses a centrifuge with a frame, a spindle and a centrifuge rotor on the spindle suitable for heavy duty applications. machine is described. A centrifuge rotor comprises a rotor casing defining an internal separation space, an inlet for supplying fluid, and an outlet for discharging the separated components. A drive motor having a stator and rotor drives the spindle and centrifuge rotor. A motor rotor is supported by a first bearing and a second bearing. A coupling member connects the motor rotor and the spindle for transmitting rotational motion from the motor rotor to the spindle. A third bearing supports the spindle radially resiliently with respect to the frame for transmitting a first portion of the radial force between the spindle and the frame. The coupling member includes a lamella coupling or universal coupling to transfer a second portion of the radial force existing between the spindle and the frame to the motor rotor and the first and through a second bearing to the frame.
自動調心ベアリング(スフェリカルベアリング)は、回転および小さな角度の両方で移動する必要がある回転シャフトを支持するために使用され得る。しかしながら、自動調心ベアリングは複雑で高価であり得る。したがって、当技術分野では、さまざまな種類の装置で回転シャフトを支持するための、あまり複雑でない解決策が必要とされている。 Self-aligning bearings (spherical bearings) can be used to support rotating shafts that need to move both rotationally and through small angles. Self-aligning bearings, however, can be complex and expensive. Accordingly, there is a need in the art for less complex solutions for supporting rotating shafts in various types of equipment.
本発明の目的は、上記の問題を克服することである。特に、本発明は、作動中のスピンドルの傾斜、またはわずかな傾斜を許容するベアリング部材を目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to overcome the above problems. In particular, the invention is directed to a bearing member that allows for tilting, or slight tilting, of the spindle during operation.
本発明の一態様として、最初に定義された遠心分離機が提供され、それは、上部ベアリングハウジングが、弾性部材と上部傾斜部材を介して固定フレームに取り付けられ、遠心分離機の動作中にスピンドルを中心軸に対して傾斜させることができ、弾性部材と上部傾斜部材とは、半径方向に交互に配置されていることを特徴とする。 One aspect of the present invention provides a centrifuge as defined at the outset, in which the upper bearing housing is attached to a fixed frame via a resilient member and an upper ramp member to support the spindle during operation of the centrifuge. It is characterized in that it can be inclined with respect to the central axis, and the elastic members and the upper inclined members are alternately arranged in the radial direction.
本発明の一実施形態によれば、弾性部材は、傾斜部材の半径方向外側に配置されている。或いは、弾性部材は、傾斜部材の半径方向内側に配置され得る。 According to one embodiment of the invention, the elastic member is arranged radially outside the ramp member. Alternatively, the elastic member may be arranged radially inside the ramp member.
上部傾斜部材によって、上部ベアリングハウジングの少なくとも1つのベアリングに作用し、少なくとも1つのベアリングのベアリングリングを互いに回転させ、横軸を中心に回転させようとする力を、軸から変位させることができ、これにより、ベアリングハウジングが中心軸に対して傾斜され得る。したがって、スピンドルが傾いたときに上部ベアリングハウジングの少なくとも1つのベアリングに作用する、スピンドルに対して横方向のねじり力は、直接または弾性部材のみを介して静止状態のフレームで取り付けられている上部ベアリングハウジングと比較して、かなり減少され得る。その結果、たとえスピンドルが傾いていても、上部ベアリングハウジングの1つまたは複数のベアリングの内側ベアリングリングと外側ベアリングリングとの間に相対的な回転運動が生じない可能性がある。したがって、上部ベアリングハウジングの少なくとも1つのベアリングは、たとえスピンドルが傾いていても、低フォース(力)条件下で作動し得る。さらに、弾性部材の摩耗は、減少したねじり力により、弾性部材のみを介して固定フレームに取り付けられた上部ベアリングハウジングと比較して減少する。その結果、たとえスピンドルが傾いていても、上部ベアリングハウジングの1つまたは複数のベアリングの内側ベアリングリングと外側ベアリングリングとの間に相対的な回転運動が生じない可能性がある。 the upper tilting member allows forces acting on the at least one bearing of the upper bearing housing to cause the bearing rings of the at least one bearing to rotate relative to each other and tend to rotate about the transverse axis, displaced from the axis; This allows the bearing housing to be tilted with respect to the central axis. Therefore, the torsional force transverse to the spindle acting on the at least one bearing of the upper bearing housing when the spindle is tilted is reduced by the upper bearing mounted on the stationary frame, either directly or only through elastic members. Compared to the housing, it can be considerably reduced. As a result, even if the spindle is tilted, there may be no relative rotational movement between the inner and outer bearing rings of the bearing or bearings of the upper bearing housing. Therefore, at least one bearing of the upper bearing housing can operate under low force conditions even if the spindle is tilted. Additionally, wear of the elastic members is reduced compared to an upper bearing housing mounted to the stationary frame only via the elastic members due to the reduced torsional forces. As a result, even if the spindle is tilted, there may be no relative rotational movement between the inner and outer bearing rings of the bearing or bearings of the upper bearing housing.
本発明の一実施形態によれば、上部ベアリングハウジングは、駆動ユニットの回転部材と遠心機回転子との間に配置される。 According to one embodiment of the invention, the upper bearing housing is arranged between the rotating member of the drive unit and the centrifuge rotor.
本発明の一実施形態によれば、上部傾斜部材は、上部ベアリングハウジングの周りに延在し、上部ベアリングハウジングおよび弾性部材に取り付けられた環状ディスクのパックを備えている。 According to one embodiment of the invention, the upper ramp member comprises a pack of annular discs extending around the upper bearing housing and attached to the upper bearing housing and the resilient member.
環状ディスクのパックは柔軟であり得る。環状ディスクのそれぞれが、柔軟であり得る。環状ディスクは、環状ディスクのパック内で互いに隣接し得る。 A pack of annular discs may be flexible. Each annular disc may be flexible. The annular discs may be adjacent to each other within a pack of annular discs.
曲げ応力を受けると、一組の環状ディスクを備えた傾斜部材は、均質な材料の単一片から作られた傾斜部材と比較して容易に曲がる。さらに、一組の環状ディスクを備えた傾斜部材が一軸応力を受けるとき、それは均質材料の1片から作られた傾斜部材と同じくらい強い。したがって、環状ディスクのパックを備えた傾斜部材は、上部ベアリングハウジングを介してスピンドルを支持するのに十分な強度を有しながら、少なくとも1つのベアリングに対するねじり荷重を低減する屈曲性を提供する。 When subjected to bending stresses, a tilting member with a set of annular discs bends easily compared to a tilting member made from a single piece of homogeneous material. Moreover, when a tilting member with a pair of annular discs is uniaxially stressed, it is as strong as a tilting member made from a single piece of homogeneous material. Thus, the tilt member with the pack of annular discs provides flexibility to reduce torsional loads on the at least one bearing while having sufficient strength to support the spindle through the upper bearing housing.
本発明の一実施形態によれば、上部傾斜部材の環状ディスクのパックは、環状ディスクの周りで互いに等距離に分離された少なくとも3つの一次取り付け部材によって上部ベアリングハウジングに取り付けられ、そして、隣接する一次取付け部材のそれぞれの対の間に配置された少なくとも3つの二次取付け部材によって、弾性部材に取り付けられている。 According to one embodiment of the invention, the pack of annular discs of the upper ramp member is attached to the upper bearing housing by at least three primary attachment members equidistantly separated from each other around the annular disc and adjacent Attached to the resilient member by at least three secondary attachment members disposed between each pair of primary attachment members.
上部ベアリングハウジングおよび弾性部材への環状ディスクのパックのこのような交互の取り付けにより、上部ベアリングハウジングと弾性部材とへの堅固な取り付け、および上部ベアリングハウジングおよびスピンドルを傾けることができる柔軟性が確保される。 This alternating attachment of the packs of annular discs to the upper bearing housing and elastic member ensures a rigid attachment to the upper bearing housing and elastic member and flexibility to allow the upper bearing housing and spindle to be tilted. be.
本発明の一実施形態によれば、上部傾斜部材の環状ディスクのパックは、環状ディスクの周りで互いに等距離に分離された少なくとも3つの一次取り付け部材によって固定フレームに取り付けられ、そして、隣接する一次取付け部材のそれぞれのペアの間に配置された少なくとも3つの二次取付け部材によって、弾性部材に取り付けられている。 According to one embodiment of the invention, the pack of annular discs of the upper tilting member is attached to the fixed frame by at least three primary attachment members equidistantly separated from each other around the annular disc, and adjacent primary Attached to the resilient member by at least three secondary attachment members disposed between each pair of attachment members.
また、固定フレームおよび弾性部材への環状ディスクのパックのこのような交互の取り付けにより、固定フレームおよび弾性部材への堅固な取り付け、および上部ベアリングハウジングとスピンドルとを傾けることができる柔軟性が確保される。 This alternating mounting of the packs of annular discs to the stationary frame and elastic members also ensures a rigid attachment to the stationary frame and elastic members and flexibility to allow the upper bearing housing and spindle to be tilted. be.
本発明の一実施形態によれば、一次および二次取り付け部材のそれぞれは、上部傾斜部材の環状ディスクのパックを通るそれぞれのアパーチャを通って延在するねじボルトを備えている。このようなねじボルトは、環状ディスクのパックを上部ベアリングハウジングおよび弾性部材に容易かつ効率的に取り付けることを可能にする。 According to one embodiment of the invention, each of the primary and secondary mounting members comprises a threaded bolt extending through a respective aperture through the pack of annular discs of the upper ramp member. Such threaded bolts allow easy and efficient attachment of the pack of annular discs to the upper bearing housing and resilient member.
本発明の一実施形態によれば、少なくとも1つのベアリングは、上部ベアリングハウジングに取り付けられた外側ベアリングリングおよびスピンドルに取り付けられた内側ベアリングリングを備えた第1のベアリングと、上部ベアリングハウジングに取り付けられた外側ベアリングリングおよびスピンドルに取り付けられた内側ベアリングリングを備えた第2のベアリングと、場合によっては、上部ベアリングハウジングに取り付けられた外側ベアリングリングおよびスピンドルに取り付けられた内側ベアリングリングを備えた第3のベアリングとを含んでなる。多数のベアリング、すなわち、少なくとも第1のベアリングおよび第2のベアリングを、上部ベアリングハウジングに配置することによって、スピンドルの堅固な支持(サポート)が達成される。 According to one embodiment of the invention, the at least one bearing comprises a first bearing comprising an outer bearing ring attached to the upper bearing housing and an inner bearing ring attached to the spindle; a second bearing with an outer bearing ring attached to the upper bearing housing and an inner bearing ring attached to the spindle; and optionally a third bearing with an outer bearing ring attached to the upper bearing housing and an inner bearing ring attached to the spindle. bearings; Firm support of the spindle is achieved by arranging a number of bearings, ie at least a first bearing and a second bearing, in the upper bearing housing.
本発明の一実施形態によれば、遠心分離機は、固定フレームに取り付けられた下部ベアリングハウジングであって、下部ベアリングハウジングに取り付けられた外側ベアリングリングとスピンドルに取り付けられた内側ベアリングリングとを含む少なくとも1つのベアリングを支持する下部ベアリングハウジングを備えている。下部ベアリングハウジングは、駆動ユニットの回転部材の外側に設けられ得る。下部ベアリングハウジングおよび少なくとも1つのベアリングは、スピンドルおよび遠心分離機回転子のより堅固な支持に寄与し得る。 According to one embodiment of the invention, a centrifuge is a lower bearing housing mounted on a stationary frame, comprising an outer bearing ring mounted on the lower bearing housing and an inner bearing ring mounted on a spindle. A lower bearing housing is provided that supports at least one bearing. A lower bearing housing may be provided outside the rotating member of the drive unit. The lower bearing housing and at least one bearing can contribute to more rigid support of the spindle and centrifuge rotor.
本発明の一実施形態によれば、下部ベアリングハウジングは、遠心分離機の動作中にスピンドルが中心軸に対して傾斜することを可能にする下部傾斜部材を介して固定フレームに取り付けられる。 According to one embodiment of the invention, the lower bearing housing is attached to the stationary frame via a lower tilt member that allows the spindle to tilt with respect to the central axis during operation of the centrifuge.
下部傾斜部材によって、下部ベアリングハウジングの少なくとも1つのベアリングに作用し、少なくとも1つのベアリングのベアリングリングを互いに対して、かつ横軸の周りで回転させようとする力が、ベアリングから半径方向外向きに下部傾斜部材に移動され得る。したがって、下部ベアリングハウジングの少なくとも1つのベアリングは、たとえスピンドルが傾いていても、低力条件下で作動し得る。その結果、たとえスピンドルが傾いていても、下部ベアリングハウジングの1つまたは複数のベアリングの内側ベアリングリングと外側ベアリングリングとの間に相対的な回転運動が生じない可能性がある。 The lower ramp member causes a force acting on at least one bearing of the lower bearing housing tending to rotate the bearing rings of the at least one bearing relative to each other and about a transverse axis to be directed radially outwardly from the bearing. It can be moved to the lower ramp member. Therefore, at least one bearing of the lower bearing housing can operate under low force conditions even if the spindle is tilted. As a result, even if the spindle is tilted, there may be no relative rotational movement between the inner and outer bearing rings of the bearing or bearings of the lower bearing housing.
本発明の一実施形態によれば、下部傾斜部材は、下部ベアリングハウジングの周りに延在し、下部ベアリングハウジングおよび固定フレームに取り付けられた環状ディスクのパックを備えている。したがって、上部傾斜部材とは対照的に、下部傾斜部材は、中間の弾性部材なしで固定フレームに直接取り付けられ得る。 According to one embodiment of the invention, the lower ramp member comprises a pack of annular discs extending around the lower bearing housing and attached to the lower bearing housing and the stationary frame. Thus, in contrast to the upper sloping member, the lower sloping member can be attached directly to the stationary frame without intermediate elastic members.
環状ディスクのパックまたは下部傾斜部材は、柔軟であり得る。環状ディスクのそれぞれが、柔軟であり得る。環状ディスクは、下部傾斜部材の環状ディスクのパック内で互いに隣接し得る。 The pack of annular discs or the lower ramp member may be flexible. Each annular disc may be flexible. The annular discs may adjoin each other within the pack of annular discs of the lower ramp member.
曲げ応力を受けると、一組の環状ディスクを備えた傾斜部材は、均質な材料の単一片から作られた傾斜部材と比較して容易に曲がる。さらに、一組の環状ディスクを備えた傾斜部材が一軸応力を受けるとき、それは均質材料の1片から作られた傾斜部材と同じくらい強い。したがって、環状ディスクのパックを備えた傾斜部材は、下部ベアリングハウジングを介してスピンドルを支持するのに十分な強度を有しながら、少なくとも1つのベアリングに対するねじり荷重を低減する屈曲性を提供する。 When subjected to bending stresses, a tilting member with a set of annular discs bends easily compared to a tilting member made from a single piece of homogeneous material. Moreover, when a tilting member with a pair of annular discs is uniaxially stressed, it is as strong as a tilting member made from a single piece of homogeneous material. Thus, the tilt member with the pack of annular discs provides flexibility to reduce torsional loads on the at least one bearing while having sufficient strength to support the spindle through the lower bearing housing.
本発明の一実施形態によれば、下部傾斜部材の環状ディスクのパックは、環状ディスクの周りで互いに等距離に分離された少なくとも3つの一次取り付け部材によって下部ベアリングハウジングに取り付けられ、そして、それぞれが隣接する一次取付け部材のそれぞれの対の間に配置された少なくとも3つの二次取付け部材によって固定フレームに取り付けられる。このような、環状ディスクのパックの下部ベアリングハウジングおよび固定フレームへの交互の取り付けは、下部ベアリングハウジングおよび固定フレームへの堅固な取り付け、並びに、下部ベアリングハウジングおよびスピンドルの傾けを可能にする柔軟性を保証する。 According to one embodiment of the invention, the pack of annular discs of the lower tilting member is attached to the lower bearing housing by at least three primary attachment members equidistantly separated from each other around the annular disc, and each It is attached to the stationary frame by at least three secondary mounting members positioned between each pair of adjacent primary mounting members. This alternate attachment of the pack of annular discs to the lower bearing housing and stationary frame provides both rigid attachment to the lower bearing housing and stationary frame and flexibility to allow tilting of the lower bearing housing and spindle. Guarantee.
本発明の一実施形態によれば、下部傾斜部材を取り付ける一次および二次取り付け部材のそれぞれは、下部傾斜部材の環状ディスクのパックを通りそれぞれのアパーチャを通って延在するねじボルトを備え、一次取付け部材のねじボルトは、環状ディスクのパックを通って第1の軸方向に延在し、二次取付け部材のねじボルトは、環状ディスクのパックを通って反対の第2の軸方向に延在する。ねじボルトにより、環状ディスクのパックを下部ベアリングハウジングおよび固定フレームに簡単かつ効率的に取り付けることができる。 According to one embodiment of the invention, each of the primary and secondary mounting members mounting the lower ramp member comprises a threaded bolt extending through the pack of annular discs of the lower ramp member and through the respective aperture, the primary The threaded bolts of the mounting member extend through the pack of annular discs in a first axial direction and the threaded bolts of the secondary mounting member extend through the pack of annular discs in an opposite second axial direction. do. Threaded bolts allow simple and efficient attachment of the pack of annular discs to the lower bearing housing and stationary frame.
本発明の一実施形態によれば、下部ベアリングハウジングの少なくとも1つのベアリングは、下部ベアリングハウジングに取り付けられた外側ベアリングリングおよびスピンドルに取り付けられた内側ベアリングリングを備えた第1のベアリングと、下部ベアリングハウジングに取り付けられた外側ベアリングリングおよびスピンドルに取り付けられた内側ベアリングリングを備えた第2のベアリングと、場合によっては、下部ベアリングハウジングに取り付けられた外側ベアリングリングおよびスピンドルに取り付けられた内側ベアリングリングを備えた第3ベアリングとを含んでなる。多数のベアリング、すなわち、少なくとも第1のベアリングおよび第2のベアリングを、下部ベアリングハウジングに配置することによって、スピンドルの堅固な支持が達成される。 According to one embodiment of the invention, the at least one bearing of the lower bearing housing comprises a first bearing with an outer bearing ring attached to the lower bearing housing and an inner bearing ring attached to the spindle; a second bearing with an outer bearing ring attached to the housing and an inner bearing ring attached to the spindle; and optionally an outer bearing ring attached to the lower bearing housing and an inner bearing ring attached to the spindle. and a third bearing. Firm support of the spindle is achieved by arranging a number of bearings, ie at least a first bearing and a second bearing, in the lower bearing housing.
本発明の一実施形態によれば、下部ベアリングハウジングは、固定フレームに設けられた凹球面によって支持される下部凸球面を備えている。球面は、スピンドルの下側のサポート(支持)をモーターらし、スピンドルがその周りで傾斜し得る傾斜点をモーターらし得る。 According to one embodiment of the invention, the lower bearing housing has a lower convex spherical surface supported by a concave spherical surface provided on the stationary frame. The spherical surface can motorize the lower support of the spindle and motorize the tilt point about which the spindle can tilt.
本発明の一実施形態によれば、駆動ユニットの回転部材は、上部ベアリングハウジングと下部ベアリングハウジングとの間でスピンドルに取り付けられる。したがって、回転部材は、回転部材の上端および下端の両方で支持され得るスピンドルに固定され得る。 According to one embodiment of the invention, the rotating member of the drive unit is mounted on the spindle between the upper and lower bearing housings. Thus, the rotating member can be fixed to a spindle that can be supported at both the upper and lower ends of the rotating member.
本発明の一実施形態によれば、駆動ユニットは、固定フレームに取り付けられたステータとモーター回転子とを有する電気モーターを備えている。 According to one embodiment of the invention, the drive unit comprises an electric motor having a stator and a motor rotor mounted on a stationary frame.
本発明の一実施形態によれば、回転部材はモーター回転子を含む。したがって、モーター回転子は、スピンドル上およびスピンドルの周りに設けられ得る。 According to one embodiment of the invention, the rotating member comprises a motor rotor. Thus, the motor rotor can be provided on and around the spindle.
本発明の一実施形態によれば、スピンドルは中空であり、製品の入口および/または比較的軽い成分の第1の出口を取り囲んでいる。しかしながら、実施形態では、スピンドルは中実である。 According to one embodiment of the invention, the spindle is hollow and surrounds the product inlet and/or the first outlet for the lighter ingredients. However, in embodiments, the spindle is solid.
上述した傾斜部材は、遠心分離機以外の用途にも使用され得る。したがって、本発明のさらなる態様として、回転軸を支持するベアリング部材が提供され、
- ベアリングハウジングと、
- ベアリングハウジングに挿入された少なくとも1つのベアリングであって、ベアリングが、ベアリングを貫通して延びる回転可能軸を受容するように構成されている、少なくとも1つのベアリングと、
- ベアリングハウジングの周りに配置された傾斜部材であって、傾斜部材は、ベアリングハウジングを受容するための貫通孔を形成する環状ディスクのパックを含み、環状ディスクのそれぞれは、それぞれのディスクを通って延在する複数のアパーチャを含み、傾斜部材は、環状ディスクをスタックとして一緒に保持するためにアパーチャのそれぞれに設けられたスリーブ要素であって、傾斜部材をベアリングハウジングまたは固定機械要素に取り付けるための締結手段を受容するように配置されているスリーブ要素をさらに備えている、傾斜部材と、
を含んでなり、ベアリング部材は、
- 傾斜部材のスリーブを通って延在する、少なくとも1つの締結要素であって、傾斜部材をベアリングハウジング取り付ける、少なくとも1つの締結要素をさらに備えている。
The ramp members described above may also be used in applications other than centrifuges. Accordingly, a further aspect of the present invention provides a bearing member for supporting a rotating shaft,
- a bearing housing;
- at least one bearing inserted into the bearing housing, the bearing being configured to receive a rotatable shaft extending through the bearing;
- a tilting member disposed about the bearing housing, the tilting member including a pack of annular discs forming a through hole for receiving the bearing housing, each annular disc passing through a respective disc; It includes a plurality of extending apertures and the ramp members are sleeve elements provided in each of the apertures for holding the annular discs together as a stack and for mounting the ramp members to a bearing housing or stationary mechanical element. an angled member further comprising a sleeve element arranged to receive the fastening means;
wherein the bearing member comprises
- further comprising at least one fastening element extending through the sleeve of the tilt member and attaching the tilt member to the bearing housing;
このように、傾斜部材は、ベアリングハウジングを固定機械要素に取り付けて、ベアリングハウジングがその中心軸(X)に対して傾斜できるように構成されている。したがって、少なくとも1つのベアリングの回転軸は、傾斜部材がベアリングハウジングの周りに取り付けられたときに、環状ディスクによって形成される平面の法線に平行であり得る。 Thus, the tilt member is configured to mount the bearing housing to a stationary mechanical element so that the bearing housing can tilt with respect to its central axis (X). Accordingly, the axis of rotation of the at least one bearing may be parallel to the normal to the plane formed by the annular disc when the tilt member is mounted around the bearing housing.
したがって、この態様は、ディスクパックを備えた傾斜部材を使用してベアリングを所定の位置に保持できるという発明者の洞察に基づいている。ディスクパックは、半径方向および極方向には剛性があるが、軸方向には柔軟であり得る。このため、傾動トルクが小さい。ディスクパックには、スリーブ要素で接続された複数のディスクが含まれている。複数のディスクは、同じ高さの1つのディスクよりも曲げ抵抗が低いため、これは利点である。本開示の傾斜部材は、円筒ローラベアリング、アンギュラ接触ベアリングまたは玉ベアリングなどのより単純なボールベアリングまたはローラベアリングが、精巧で高価な自動調心ベアリングを使用して、静的および動的ミスアライメントの両方に対応している用途に使用されることを可能にする。 Thus, this aspect is based on the inventor's insight that a tilt member with a disc pack can be used to hold the bearing in place. A disc pack may be radially and polarly stiff, but axially flexible. Therefore, tilting torque is small. A disc pack includes a plurality of discs connected by sleeve elements. This is an advantage because multiple discs have a lower bending resistance than a single disc of the same height. The tilting member of the present disclosure can reduce static and dynamic misalignment from simpler ball or roller bearings such as cylindrical roller bearings, angular contact bearings or ball bearings using sophisticated and expensive self-aligning bearings. Allows it to be used in applications that support both.
上述したように、ベアリングのベアリングリングを互いに回転させ、横軸の周りに回転させようとするベアリングハウジングの少なくとも1つのベアリングに作用する力は、ベアリングから半径方向外向きに上部傾斜部材に移動し、反対に、ベアリングハウジングが中心軸に対して傾くことを可能にし得る。したがって、回転シャフトが傾いたときにベアリングハウジングに作用する回転シャフトを横切るねじり力は、固定フレームに直接取り付けられたベアリングハウジングと比較してかなり減少する。したがって、本開示の傾斜部材は、ベアリングが支持する回転シャフトが傾いている場合でも、内側ベアリングリングと外側ベアリングリングとの間の相対的な回転運動を減少させ得る。したがって、たとえ回転シャフトが傾いていても、ベアリングは低力条件下で動作し得る。 As noted above, forces acting on at least one bearing of the bearing housing tending to rotate the bearing rings of the bearings relative to each other and about the transverse axis are transferred radially outwardly from the bearings to the upper ramp member. , conversely, may allow the bearing housing to tilt with respect to the central axis. Thus, torsional forces across the rotating shaft acting on the bearing housing when the rotating shaft is tilted are significantly reduced compared to bearing housings mounted directly to the stationary frame. Thus, the tilt members of the present disclosure may reduce relative rotational movement between the inner and outer bearing rings even when the rotatable shafts supported by the bearings are tilted. Therefore, the bearing can operate under low force conditions even if the rotating shaft is tilted.
さらに、一組の環状ディスクを備えた傾斜部材は、均質な材料の単一片から作られた傾斜部材と比較して容易に曲がる。さらに、一組の環状ディスクを備えた傾斜部材が一軸応力を受けるとき、それは均質材料の1片から作られた傾斜部材と同じくらい強い。したがって、環状ディスクのパックを備えた傾斜部材は、ベアリングハウジングを介して回転可能軸を支持するのに十分な強度を有しながら、ベアリングへのねじり荷重を低減する屈曲性を提供する。 Furthermore, a tilting member with a set of annular discs bends easily compared to a tilting member made from a single piece of homogeneous material. Moreover, when a tilting member with a pair of annular discs is uniaxially stressed, it is as strong as a tilting member made from a single piece of homogeneous material. Thus, the tilt member with the pack of annular discs has sufficient strength to support the rotatable shaft through the bearing housing while providing flexibility to reduce torsional loads on the bearings.
このようにして、環状ディスクのパックが積み重ねられる。パックのディスクは、ディスク間に小さな遊びがないことを保証するために、少なくとも60kNの圧力などで互いに押し付けられ得る。さらに、スリーブ部材と環状ディスクのパックとの間の締まり嵌めを確実にするために、スリーブ要素もパックと一緒に押し付けられ得る。ベアリングハウジングに取り付けられると、環状ディスクのパックは、特定のばね力で事前張力がかけられ得る。 In this way, packs of annular discs are stacked. The discs of the puck can be pressed together, such as with a pressure of at least 60 kN, to ensure that there is no small play between the discs. Furthermore, the sleeve element can also be pressed together with the pack to ensure an interference fit between the sleeve member and the pack of annular discs. When mounted in the bearing housing, the pack of annular discs can be pretensioned with a certain spring force.
環状ディスクのスタックを一緒に保持するために使用されるスリーブ要素は、ねじ部材などの締結手段を受容するための貫通孔を有し得る。傾斜部材のアパーチャは、環状ディスクの周りに等間隔に配置され得る。したがって、スリーブ要素は、環状ディスクの周りに等間隔で配置され得る。 The sleeve element used to hold the stack of annular discs together may have through holes for receiving fastening means such as screw members. The apertures of the ramp member may be evenly spaced around the annular disc. The sleeve elements can thus be evenly spaced around the annular disc.
さらに、傾斜部材の本体は、環状ディスクのパックであり、これは、環状ディスクのパックが傾斜部材の主要部分を形成し得ることを意味する。したがって、ベアリングハウジング用の貫通孔を形成する傾斜部材の部分は、ディスクパックだけでよい。 Furthermore, the body of the tilt member is a pack of annular discs, which means that the pack of annular discs can form the main part of the tilt member. Therefore, the portion of the tilt member that forms the through hole for the bearing housing is only the disc pack.
環状ディスクのパックは柔軟であり得る。環状ディスクのそれぞれが柔軟であり得る。環状ディスクは、環状ディスクのパック内で互いに隣接し得る。 A pack of annular discs may be flexible. Each annular disc may be flexible. The annular discs may be adjacent to each other within a pack of annular discs.
実施形態では、環状ディスクのパックは、少なくとも8つの環状ディスク等の少なくとも4つの環状ディスクのような、少なくとも2つの環状ディスクを含む。 In embodiments, the pack of annular discs comprises at least two annular discs, such as at least four annular discs, such as at least eight annular discs.
実施形態では、環状ディスクは、鋼薄板などの金属薄板である。 In embodiments, the annular disc is a sheet metal, such as sheet steel.
実施形態では、環状ディスクは、冷間圧延鋼などの冷間圧延シートメタルから作られる。 In embodiments, the annular disc is made from cold rolled sheet metal, such as cold rolled steel.
実施形態では、少なくとも1つの締結要素は、傾斜部材の1つおきのアパーチャにおいて、傾斜部材をベアリングハウジングに取り付けている。 In embodiments, at least one fastening element attaches the ramp member to the bearing housing at every other aperture of the ramp member.
実施形態では、ベアリングは、自動調心ローラベアリング(スフェリカルローラベアリング)以外のローラベアリングである。 In embodiments, the bearing is a roller bearing other than a self-aligning roller bearing (spherical roller bearing).
実施形態では、環状ディスクのパック内の個々の環状ディスクの厚さは、5mm未満、例えば、1mm未満、例えば、0.5mm未満である。パックのすべての環状ディスクは、同じ厚さであり得る。 In embodiments, the thickness of an individual annular disc within a pack of annular discs is less than 5 mm, such as less than 1 mm, such as less than 0.5 mm. All annular discs of the pack may be of the same thickness.
パックの環状ディスクは、複数のコーナーを有する閉じた多角形の形状を有し、そして、アパーチャはコーナーに配置され得る。一例として、環状ディスクは、4つ以上、例えば6つ以上、例えば8つ以上のコーナーを含み得る。 The annular disc of the puck has the shape of a closed polygon with corners, and the apertures can be arranged in the corners. As an example, the annular disc may comprise 4 or more, such as 6 or more, such as 8 or more corners.
一例として、環状ディスクは八角形の形状を有し得る。したがって、八角形は、ベアリングハウジングを受容するための貫通孔を取り囲み得る。 As an example, the annular disc may have an octagonal shape. The octagon may thus surround the through hole for receiving the bearing housing.
したがって、傾斜部材の環状ディスクのパックは、ベアリングハウジングまたはベアリング保持部の周りに延在し、そして、ベアリングハウジングにも取り付けられる。締結要素は、例えば、ねじ要素であり得る。一例として、傾斜部材の環状ディスクのパックは、環状ディスクの周りで互いに等距離に分離された少なくとも3つの一次取付け部材によってベアリングハウジングに取り付けられ得る。 The pack of annular discs of the tilt member thus extends around the bearing housing or bearing retainer and is also attached to the bearing housing. The fastening element can be, for example, a screw element. As an example, a pack of annular discs of ramp members may be attached to the bearing housing by at least three primary mounting members equidistantly separated from each other around the annular disc.
したがって、傾斜部材の環状ディスクは、少なくとも1つのベアリングの直径よりも大きい貫通孔を形成し得る。 Accordingly, the annular disc of the tilt member may form a through hole larger than the diameter of the at least one bearing.
実施形態では、ベアリングは、円筒ローラベアリングなどのローラベアリングである。ローラベアリングは、自動調心ローラベアリング以外のローラベアリングであり得る。したがって、ベアリングは、中心点の周りで角度を成す2つの方向への角回転を許容しない転がりベアリングであり得る。 In embodiments, the bearing is a roller bearing, such as a cylindrical roller bearing. The roller bearings can be roller bearings other than self-aligning roller bearings. Thus, the bearing can be a rolling bearing that does not allow angular rotation in two directions that form an angle about a center point.
実施形態では、少なくとも1つのベアリングは、ベアリングハウジングに取り付けられた外側ベアリングリングと、スピンドルなどの回転可能軸に取り付けられるように配置された内側ベアリングリングとを備えている。少なくとも1つのベアリングは、例えば、1つ、2つ、または3つのベアリングであり得る。 In embodiments, the at least one bearing comprises an outer bearing ring attached to the bearing housing and an inner bearing ring arranged to be attached to a rotatable shaft such as a spindle. The at least one bearing can be, for example, one, two, or three bearings.
本開示はまた、本明細書で上述した傾斜部材自体を提供する。すなわち、ベアリングハウジングを固定機械要素に取り付けて、ベアリングハウジングがその中心軸に対して傾斜できるように構成された傾斜部材が提供され、傾斜部材は、ベアリングハウジングを受容するための貫通孔を形成する環状ディスクのパックを備えており、環状ディスクのそれぞれは、ディスクのそれぞれを通って延在する複数のアパーチャを含み、傾斜部材はさらに、環状ディスクをスタックとして一緒に保持し、傾斜部材をベアリングハウジングまたは静止機械要素に取り付けるための締結手段を受容するためのアパーチャのそれぞれに設けられたスリーブ要素を備えている。 The present disclosure also provides the ramp member itself as described herein above. That is, a tilting member is provided that is configured to mount the bearing housing to a stationary mechanical element so that the bearing housing can tilt with respect to its central axis, the tilting member forming a through hole for receiving the bearing housing. A pack of annular discs, each including a plurality of apertures extending through each of the discs, the tilting members further holding the annular discs together in a stack and the tilting members in the bearing housing. or a sleeve element provided in each of the apertures for receiving fastening means for attachment to the stationary machine element.
さらなる態様として、装置が提供され、装置は、
- 固定機械要素と、
- 上述した態様による少なくとも1つのベアリング部材によって支持される回転可能軸と、
を備え、ベアリング部材のベアリングハウジングが、傾斜部材を介して固定機械要素に取り付けられている。
As a further aspect, a device is provided, the device comprising:
- fixed mechanical elements;
- a rotatable shaft supported by at least one bearing member according to the aspects described above;
and the bearing housing of the bearing member is attached to the stationary mechanical element via the ramp member.
装置は、例えば、風力タービンのような回転可能軸を備えた任意の種類の装置であり得る。 The device can be any kind of device with a rotatable shaft, for example a wind turbine.
実施形態では、装置は、傾斜部材の1つおきのアパーチャにおいて、傾斜部材をベアリングハウジングに取り付け、そして、傾斜部材の1つおきのアパーチャにおいて、傾斜部材を固定機械要素に取り付ける少なくとも1つの締結要素をさらに備えている。 In an embodiment, the apparatus includes at least one fastening element that attaches the tilt member to the bearing housing at every other aperture of the tilt member and attaches the tilt member to the fixed mechanical element at every other aperture of the tilt member. is further provided.
一例として、傾斜部材の環状ディスクのパックは、環状ディスクの周りで互いに等距離に分離された少なくとも3つの一次取り付け部材によってベアリングハウジングに取り付けられ、そして、隣接する一次取付け部材のそれぞれの対の間に配置された少なくとも3つの二次取付け部材によって固定機械要素に取り付けられ得る。 As an example, a pack of annular discs of ramp members is attached to the bearing housing by at least three primary mounting members equidistantly separated from each other around the annular discs, and between each pair of adjacent primary mounting members. It can be attached to the stationary mechanical element by at least three secondary attachment members arranged in the .
このような環状ディスクのパックのベアリングハウジングおよび固定機械要素への交互の取り付けは、ベアリングハウジングおよび固定機械要素への堅固な取り付け、並びに、ベアリングハウジングおよび回転可能軸を傾けることができる柔軟性を確保し得る。 Alternating attachment of such packs of annular discs to the bearing housing and stationary mechanical element ensures a rigid attachment to the bearing housing and stationary mechanical element as well as flexibility to allow the bearing housing and rotatable shaft to be tilted. can.
実施形態では、一次および二次取り付け部材のそれぞれは、傾斜部材の環状ディスクのパックを通りそれぞれのアパーチャを通って延在するねじボルトを備えている。このようなねじボルトは、環状ディスクのパックを上部ベアリングハウジングおよび弾性部材に容易かつ効率的に取り付けることを可能にする。 In an embodiment, each of the primary and secondary mounting members comprises a threaded bolt extending through the pack of annular discs of the ramp member and through the respective aperture. Such threaded bolts allow easy and efficient attachment of the pack of annular discs to the upper bearing housing and resilient member.
ここで、様々な実施形態の説明によって、および添付の図面を参照して、本発明をより詳細に説明する。 The invention will now be described in more detail by means of a description of various embodiments and with reference to the accompanying drawings.
図1は、製品から比較的重い成分と比較的軽い成分とを分離することによって製品を処理するための遠心分離機1の第1の実施形態を示している。遠心分離機1は、固定フレーム2と、中心軸xに平行に延びるスピンドル3とを備えている。
FIG. 1 shows a first embodiment of a centrifuge 1 for processing products by separating heavier and lighter components from the product. The centrifuge 1 comprises a
スピンドル3は、固定フレーム2によって支持され、固定フレーム2に対して回転し得る。中心軸xは、図1に示されるように、遠心分離機1の下端と上端とを通って延びている。遠心分離機1は、図1に示されるように中心軸xが垂直に延びる以外の別の位置において使用され得ることに留意されたい。
The
固定フレーム2はまた、固定フレーム2および遠心分離機1が地面、床などに配置され得るようにする適切なベース要素(開示されていない)を備え得る。
The
遠心分離機1は、スピンドル3に取り付けられた回転部材5を含む、駆動ユニット4(図2も参照)を備えている。駆動ユニット4は、固定フレーム2に対して、本質的に中心軸xの周りでスピンドル3を回転させるように構成される。駆動ユニット4は、固定フレーム2に取り付けられたステータ6とモーター回転子7とを有する電気モーターを含み得る。示された実施形態では、回転部材5は、電気モーターのモーター回転子7を備えるかまたはそれを形成する。
The centrifuge 1 comprises a drive unit 4 (see also FIG. 2) comprising a rotating
さらに、遠心分離機1は、スピンドル3の上端に取り付けられ、スピンドル3とともに回転する遠心分離機回転子8を備えている。遠心分離機回転子8は、分離空間9を取り囲む。遠心分離機回転子8は、分離空間9内に設けられた分離ディスク10のスタックを含み得る。分離ディスク10は、円錐台形であり得る。
Furthermore, the centrifuge 1 comprises a centrifuge rotor 8 attached to the upper end of the
製品のための入口11が分離空間9まで延びている。比較的軽い成分のための第1の出口12と、比較的重い成分のための第2の出口13とが、分離空間9から延びている。第2の出口13は、遠心分離機回転子8を通って延在する複数の周辺ポートを含み得る。
An
周辺ポートは、スラッジなどの比較的重い成分を分離空間9から断続的に排出するために開放可能であり得る。 Peripheral ports may be openable to intermittently discharge relatively heavy components such as sludge from the separation space 9 .
開示された実施形態では、入口11は、遠心分離機1の下端の近くに配置される。第1の出口12は、遠心分離機1の上端の近くに配置される。
In the disclosed embodiment,
スピンドル3は中空であり、分離空間9への内部チャネルを形成し得る。開示された実施形態では、生成物用の入口11は、中空スピンドル3の内部チャネルを通って遠心分離機回転子8の内部空間9まで延びる。あるいは、比較的軽い成分のための第1の出口12は、中空スピンドル3を通って延び得る。さらなる代替案によれば、入口11および出口12の両方が、中空スピンドル3を通って延びるように配置され得る。
The
さらに別の代替案によれば、スピンドル3は入口または出口を欠いていてもよく、入口11および第1の出口12の両方が、遠心分離機1の上端の近くに配置されていてもよい。
According to yet another alternative,
遠心分離機1はまた、固定フレーム2に取り付けられ、遠心分離機回転子8を取り囲む外側ケーシング14を備えている。
The centrifuge 1 also comprises an
開示された実施形態では、遠心分離機1は、上部ベアリングハウジング20および下部ベアリングハウジング30を備えている。上部ベアリングハウジング20は、駆動ユニット4の回転部材5と遠心分離機回転子8との間に配置され得る。下部ベアリングハウジング30は、駆動ユニット4の回転部材5の外側、すなわち、駆動ユニット4の回転部材5と遠心分離機1の下端との間に設けられ得る。
In the disclosed embodiment the centrifuge 1 comprises an
上部ベアリングハウジング20は固定フレーム2に取り付けられている(図4も参照)。開示された実施形態では、上部ベアリングハウジング20は、上部ベアリングハウジング20に取り付けられた外側ベアリングリング24およびスピンドル3に取り付けられた内側ベアリングリング25を備えた第1のベアリング22と、上部ベアリングハウジング20に取り付けられた外側ベアリングリング24およびスピンドル3に取り付けられた内側ベアリングリング25を備えた第2のベアリング23とを支持する。ローラ要素26は、外側ベアリングリング24と内側ベアリングリング25との間に設けられ得る。
The
上部ベアリングハウジング20の第1のベアリング22および/または第2のベアリング23は、スピンドル3に半径方向の支持をモーターもたらすように構成され、場合によっては、遠心分離機回転子8の荷重を支えるために軸方向の支持も提供するように構成され得る。
The
下部ベアリングハウジング30は固定フレーム2に取り付けられている(図10も参照)。開示された実施形態では、下部ベアリングハウジング30は、下部ベアリングハウジング30に取り付けられた外側ベアリングリング34およびスピンドル3に取り付けられた内側ベアリングリング35を備えた第1のベアリング32と、下部ベアリングハウジング30に取り付けられた外側ベアリングリング34およびスピンドル3に取り付けられた内側ベアリングリング35を備えた第2のベアリング33とを支持する。ローラ要素36は、外側ベアリングリング34と内側ベアリングリング35との間に設けられ得る。
A
下部ベアリングハウジング30の第1のベアリング32および/または第2のベアリング33は、スピンドル3に半径方向の支持をもたらすように構成され、場合によっては、遠心分離機回転子8の荷重を支えるために軸方向の支持も提供するように構成され得る。
The
上部ベアリングハウジング20は、弾性部材40を介して固定フレーム2に取り付けられ、上部ベアリングハウジング20と、したがってスピンドル3とがスピンドル3の回転中に半径方向に移動できるようにする。
The
第1の実施形態では、上部ベアリングハウジング20は、主軸3が中心軸xに対して傾斜することを可能にする上部傾斜部材41を介して弾性部材40に取り付けられる。
In a first embodiment, the upper bearing
開示された実施形態では、弾性部材40は、環状弾性要素42およびリング要素43を備えている。弾性要素42はフレーム2に取り付けられ、リング要素43は傾斜部材41に取り付けられる。
In the disclosed embodiment,
弾性要素42は、例えば、ニトリルゴムのようなゴム材料から作られ得る。
The
第1の実施形態では、弾性部材40は、傾斜部材41の半径方向外側に配置され、弾性要素42は、リング要素43の外側に配置され得る。
In a first embodiment, the
弾性部材40および傾斜部材41に加えて、上部ベアリングハウジング20は、スピンドル3の周りに円周方向に分配された複数のばね要素27によって支持され得る。図2、図4および図6に見られるように、ばね要素27は、固定フレーム2の上部中間壁28に寄りかかり、上部ベアリングハウジング20を下から支持し得る。ばね要素27は、上部ベアリングハウジング20が軸方向に弾性的に動くことを可能にする。
In addition to
上部傾斜部材41は、上部ベアリングハウジング20の周りに延在し、上部ベアリングハウジング20および弾性部材40のリング要素43に取り付けられた、環状ディスク44のパックを備え得る(図6および図4を参照)。
The
環状ディスク44のパックは、互いに同一であり得る複数の環状ディスク44を含み得る。環状ディスク44の各々は、冷間圧延されたシートメタルから作られ得る。したがって、熱間圧延されたシートメタルと比較して、本明細書で論じる傾斜部材の文脈において優れた材料特性を有する、強く柔軟な上部傾斜部材41が提供され得る。環状ディスク44は、ステンレス鋼、ばね鋼、または同様のもの、すなわち、冷間圧延鋼板、冷間圧延ステンレス鋼シート、冷間圧延ばね鋼シートなどの鋼から作られ得る。上部傾斜部材41の本体は、環状ディスク44のみで構成され得る。
A pack of
開示された実施形態では、環状ディスク44のパックは、環状ディスク44のそれぞれを通って延在する8つの等間隔のアパーチャを備えている。対応するそれぞれのスリーブ要素47がアパーチャのそれぞれに設けられる。スリーブ要素47は、環状ディスク44を一緒に保持し、したがってパック上部傾斜要素41の完全性を確保するように構成される。スリーブ要素47のそれぞれは、図および図7に見られるように貫通孔を有する。
In the disclosed embodiment, the pack of
第1の実施形態では、上部傾斜部材41の環状ディスク44のパックは、環状ディスク44の周りで互いに等距離に分離された4つの主要取り付け部材45によって上部ベアリングハウジング20に取り付けられる(図6を参照)。特に、上部傾斜部材41は、上部ベアリングハウジング20の4つの半径方向に延在する突起20´に取り付けられ得る(図7および図8を参照)。
In a first embodiment, the pack of
さらに、上部傾斜部材41の環状ディスク44のパックは、隣接する一次取り付け部材45の対応するそれぞれの対の間にそれぞれ配置された4つの二次取り付け部材46によって、弾性部材40のリング要素43に取り付けられ得る(図4を参照)。特に、上部傾斜部材41は、リング要素43の4つの半径方向に延在する突起43´に取り付けられ得る(図5および図8を参照)。
Furthermore, the pack of
一次および二次取り付け部材45、46のそれぞれは、上部傾斜部材41の環状ディスク44のパックを通るアパーチャのそれぞれの1つのスリーブ要素47の孔を通って延在するねじボルトを備え、一次取り付け部材45のねじボルトは、上部ベアリングハウジング20の突起20´のそれぞれの1つにそれぞれに対応するねじ孔を係合することができ、そして、二次取り付け部材46のねじボルトが、弾性部材40のリング要素43の突起43´のそれぞれの1つにそれぞれに対応するねじ孔を係合し得る。
Each of the primary and secondary mounting
下部ベアリングハウジング30は、スピンドル3が中心軸xに対して傾斜することを可能にする下部傾斜部材51を介して固定フレーム2に取り付けられ得る。開示された実施形態では、下部傾斜部材51は、下部ベアリングハウジング30の周りに延在する環状ディスク54のパックを備えている。環状ディスク54のパックは、図12および図10に見られるように、下部ベアリングハウジング30および固定フレーム2に取り付けられる。
The
また、下部傾斜部材51の環状ディスク54のパックは、互いに同一の複数の環状ディスク54を含み得る。したがって、熱間圧延されたシートメタルと比較して、本明細書で論じる傾斜部材の文脈において優れた材料特性を有する、強力で柔軟な下部傾斜部材51が提供され得る。環状ディスク54は、ステンレス鋼、ばね鋼、または同様のもの、すなわち、冷間圧延鋼板、冷間圧延ステンレス鋼シート、冷間圧延ばね鋼シートなどの鋼から作られ得る。下部傾斜部材51の本体は、環状ディスク54のみで構成され得る。
Also, the pack of
開示された実施形態では、環状ディスク54のパックは、環状ディスク54のそれぞれを通って延在する8つの等間隔のアパーチャを備えている。それぞれのスリーブ要素57が、アパーチャのそれぞれに設けられている。スリーブ要素57は、環状ディスク54を一緒に保持し、したがってパック下部傾斜要素51の完全性を確保するように構成される。スリーブ要素57のそれぞれは、図13に見られるように貫通孔を有する。
In the disclosed embodiment, the pack of
開示された実施形態では、下部傾斜部材51の環状ディスク54のパックは、環状ディスク54の周りで互いに等距離に分離された4つの主要取り付け部材55によって下部ベアリングハウジング30に取り付けられる(図12を参照)。特に、下部傾斜部材51は、下部ベアリングハウジング30の半径方向に延在する突起30´に取り付けられ得る(図13を参照)。
In the disclosed embodiment, the pack of
さらに、環状ディスク54のパックは、各々が隣接する一次取付け部材55の対応する対の間に配置される4つの二次取付け部材56によって固定フレーム2に取り付けられ得る(図9~図11を参照)。
Furthermore, the pack of
下部傾斜部材51を取り付ける一次取り付け部材55および二次取り付け部材56のそれぞれは、下部傾斜部材51の環状ディスク54のパックを通るアパーチャのそれぞれ対応する1つのスリーブ要素57の孔を通って延在するねじボルトを備える。
Each of the primary mounting
一次取り付け部材55のねじボルトは、図12に見られるように、環状ディスク55のパックを通って第1の軸方向に上向きに延在し得る。二次取り付け部材56のねじボルトは、図10に見られるように、反対の第2の軸方向下向きに環状ディスク54のパックを通って延在し得る。
The threaded bolts of the primary mounting
下部ベアリングハウジング30は、固定フレーム2に設けられた凹球面29によって支持され、それに寄りかかる下部凸球面39を備え得る(図2および図12を参照)。球面29、39は、下側のサポート(支持)を提供し、スピンドル3のための傾斜点をモーターらし、その周りでスピンドル3が傾斜し得る。
The
図15~図20は、特に、弾性部材40および傾斜部材41の互いに対する位置決めを介する、上部ベアリングハウジング20の取り付けに関してのみ第1の実施形態と異なる第2の実施形態を示す。第2の実施形態では、弾性部材40が傾斜部材41の半径方向内側に配置されている。第2の実施形態では、下部ベアリングハウジング30の構成および配置は、第1の実施形態と同じである。
Figures 15-20 show a second embodiment that differs from the first embodiment only with respect to the mounting of the upper bearing
また、第2の実施形態では、弾性部材40は、図17および図19に見られるように、環状弾性要素42およびリング要素43を備えるが、弾性要素42は、リング要素43の半径方向内側に配置されている。弾性要素42は、上部ベアリングハウジング20に取り付けられ、リング要素43が傾斜部材41に取り付けられる。
Also in the second embodiment, the
第2の実施形態では、上部傾斜部材41の環状ディスク44のパックは、環状ディスク44の周りで互いに等距離に分離された4つの主要取付け部材45によって固定フレーム2に取り付けられている(図18~図20参照)。特に、上部傾斜部材41は、固定フレーム2の4つの半径方向に延在する突起2´に取り付けられ得る(図19および図20を参照)。
In a second embodiment, the pack of
さらに、上部傾斜部材41の環状ディスク44のパックは、隣接する一次取り付け部材45のそれぞれに対応する対の間にそれぞれ配置された4つの二次取り付け部材46によって、弾性部材40のリング要素43に取り付けられ得る(図15~図17を参照)。特に、上部傾斜部材41は、リング要素43の4つの半径方向に延在する突起43´に取り付けられ得る(図16および図17を参照)。
Furthermore, the pack of
図21および図22はさらに、本発明によるベアリング部材に使用され得る傾斜部材41を示す。本明細書で論じられている傾斜部材41は、遠心分離機のベアリングハウジングを支持するのに有用であるだけでなく、他の装置にも使用され得ることを理解されたい。図21および図22は、環状ディスク44のパックの形態の傾斜部材41を示す。傾斜部材41は、ベアリングハウジング20を固定機械要素71に取り付けるために配置されている。これにより、ベアリングハウジング20がその中心軸(X)、すなわちベアリングハウジング内に配置された実際のベアリングの回転軸に対して傾斜することが可能になる。傾斜部材41は、貫通孔62を形成する環状ディスク44のパックを備えている。したがって、この貫通孔62は、ベアリングハウジング20またはベアリングハウジング20の一部を受容するためのものである。
Figures 21 and 22 further show a
図22は、傾斜部材41の一部および環状ディスク44のパックの拡大図を示す。環状ディスク44aは、コーナー60によって連結されて閉じた多角形を形成する複数の直線部分61を備えている。図21および図22に示された実施形態では、環状ディスク44のパックは八角形を形成する。さらに、環状ディスク44のそれぞれは、ディスク44aのそれぞれを通って延在する複数のアパーチャを備えている。アパーチャは、環状ディスク44のコーナー60に配置され得る。傾斜要素41は、環状ディスク44をスタックとして一緒に保持するためにそれぞれのアパーチャに設けられたスリーブ要素47をさらに備えている。さらに、スリーブ要素47は、ねじ部材などの固定手段64を受容するための貫通開口部47aを有する。締結手段64は、傾斜部材41をベアリングハウジング20または固定機械要素71に取り付けるために使用される。スリーブ要素のいくつかは、傾斜部材をベアリングハウジング20に取り付けるために使用され、一方、他のスリーブ要素は、傾斜部材を固定機械要素71に取り付けるために使用され得る。スリーブ要素47は、環状ディスク44のパックの上面に、外側に延在するフランジと、環状ディスク47のパックの反対側にワッシャ63とを有し得る。
FIG. 22 shows an enlarged view of a portion of the
一例として、直線部分は、環状ディスクによって形成される貫通孔62よりも小さい幅を有し得る。一例として、貫通孔62の直径は、ディスク44の直線部分61の幅よりも少なくとも5倍、例えば少なくとも10倍、大きくてもよい。
As an example, the straight portion may have a smaller width than the through
環状ディスク44のパックは、この実施形態では、8つを超える環状ディスクを含む。環状ディスクは、厚さ約0.5mmのスチール薄板の形態をしている。
The pack of
図23は、ベアリングハウジング20を備えたベアリング部材65を概略的に示す。したがって、ベアリングハウジング20は、ベアリング32のための保持部である。この実施形態では、ベアリングハウジングは、単一のベアリング32を備えているが、ベアリングハウジングは、2つ以上のベアリング32も保持し得る。したがって、ベアリング32は、ベアリングハウジング20に挿入され、ベアリング32を通って延在する回転可能軸を受容して支持し得るように、その中央貫通孔を有し得る。上述した図21および図22に関して論じた傾斜部材等の傾斜部材41は、ベアリングハウジング20の上部の周りに配置される。さらに、スリーブ要素47のすべてではないが一部を通って延在するねじなどの締結要素64がある。これらの締結要素64は、傾斜部材41をベアリングハウジング20に取り付けるために使用される。傾斜部材をベアリングハウジング20に取り付ける締結要素64がないスリーブ要素47は、ベアリング部材65全体を固定機械要素71に取り付けるために使用され得る。本明細書で上述したように、傾斜部材41の設計により、回転可能軸72を支持するために自動調心ローラベアリング以外のベアリングを使用することが可能になる。したがって、本開示の傾斜部材41は、例えば、回転軸の回転運動中のような使用中に、回転軸の位置合わせのいくらかの変化が許容される。これは、自動調心ベアリングの代わりに、円筒ローラベアリングまたは平面ローラベアリングなどの滑りローラベアリングを使用できるため、有利である。
FIG. 23 schematically shows a bearing
図24は、ベアリング部材65および傾斜部材41を備える本発明の装置70を概略的に示している。装置70は、固定機械要素71と、回転軸(X)の周りを回転可能な回転シャフト72とを備えている。回転可能軸72は、少なくとも1つのベアリング部材65によって固定機械要素71によって支持される。図24では、回転可能軸72は、上述した図23に関して論じた2つのベアリング部材65などの2つのベアリング部材65によって支持される。ベアリング部材65はまた、ベアリングハウジング20の一方または両方の下にばね要素(図示せず)で取り付けられ得る。このようにして、装置のベアリング部材20は、軸方向の力によりよく耐えることができる。ベアリング部材47の傾斜部材41は、ベアリングハウジング20および固定機械要素71の両方に取り付けられている。例として、傾斜部材41は、1つおきのスリーブ要素に配置された締結部材64を介してベアリングハウジング20に取り付けられ、残りのスリーブ要素47に配置された締結部材64を介して固定機械要素71に取り付けられ得る。図22では、回転軸は垂直である。しかしながら、回転軸は水平軸でもよい。装置70は、回転可能軸を有する任意の種類の装置であり得る。一例として、装置70は、回転可能軸の回転軸の配列を変更するために回転運動を可能にしなければならない任意の種類の装置であり得る。
FIG. 24 schematically shows a
本発明は、開示された実施形態に限定されず、特許請求の範囲内において変更および修正され得る。 The invention is not limited to the disclosed embodiments, but may be varied and modified within the scope of the claims.
1 遠心分離機
2 固定フレーム
2´ 、30´ 、43´ 突起
3 スピンドル、主軸
4 駆動ユニット
5 回転部材
6 ステータ
7 モーター回転子
8 遠心分離機回転子
9 分離空間
10 分離ディスク
11 入口
12 第1の出口
13 第2の出口
20 上部ベアリングハウジング
22、32 第1のベアリング
23、33 第2のベアリング
24、34 外側ベアリングリング
25、35 内側ベアリングリング
26、36 ローラ要素
27 ばね要素
29 凹球面
30 下部ベアリングハウジング
39 凸球面
40 弾性部材
41 上部傾斜部材
42 環状弾性要素
43 リング要素
44、54 環状ディスク
45 一次取り付け部材
46、56 二次取り付け部材
47、57 スリーブ要素
51 下部傾斜部材
55 一次取り付け部材、主要取り付け部材
60 コーナー
61 直線部分
62 貫通孔
63 ワッシャ
64 締結手段
65 ベアリング部材
70 装置
71 固定機械要素
72 回転可能軸
1 Centrifuge
2 fixed
Claims (13)
ベアリングハウジング(20)と、
前記ベアリングハウジング(20)に挿入された少なくとも1つのベアリング(32)であって、ベアリング(32)が、ベアリングを貫通して延びる回転可能軸(72)を受容するように構成されている、少なくとも1つのベアリング(32)と、
前記ベアリングハウジング(20)の周りに配置された傾斜部材(41)であって、傾斜部材(41)は、前記ベアリングハウジング(20)を受容するための貫通孔(62)を形成する環状ディスク(44)のパックを含み、前記環状ディスク(44)のそれぞれは、それぞれのディスクを通って延在する複数のアパーチャを含み、傾斜部材(41)は、前記環状ディスク(44)をスタックとして一緒に保持するためにアパーチャのそれぞれに設けられたスリーブ要素(47)であって、傾斜部材(41)を前記ベアリングハウジング(20)または固定機械要素(71)に取り付けるための締結手段を受容するように配置されているスリーブ要素(47)をさらに備えている、傾斜部材(41)と、
を含んでなり、
当該ベアリング部材(65)は、
前記傾斜部材(41)のスリーブ(47)を通って延在する、少なくとも1つの締結要素(64)であって、前記傾斜部材(41)を前記ベアリングハウジング(20)に取り付ける、少なくとも1つの締結要素(64)をさらに備えていることを特徴とする、ベアリング部材(65)。 A bearing member (65) supporting a rotating shaft,
a bearing housing (20);
at least one bearing (32) inserted into said bearing housing (20), said bearing (32) being configured to receive a rotatable shaft (72) extending therethrough; a bearing (32);
A ramp member (41) disposed around said bearing housing (20), said ramp member (41) comprising an annular disc (41) forming a through hole (62) for receiving said bearing housing (20). 44), each of said annular discs (44) comprising a plurality of apertures extending through the respective disc, and an inclined member (41) holding said annular discs (44) together as a stack. A sleeve element (47) provided in each of the apertures for retention to receive fastening means for attaching the ramp member (41) to said bearing housing (20) or fixed mechanical element (71). a ramp member (41) further comprising a sleeve element (47) disposed thereon;
comprising
The bearing member (65) includes:
at least one fastening element (64) extending through a sleeve (47) of said tilting member (41) to attach said tilting member (41) to said bearing housing (20); A bearing member (65), characterized in that it further comprises an element (64).
請求項1~9のいずれか一項に記載の少なくとも1つのベアリング部材(65)によって支持される回転可能軸(72)と、
を含んでなる装置(70)であって、前記ベアリング部材(65)のベアリングハウジング(20)が、前記傾斜部材(41)を介して前記固定機械要素(71)にさらに取り付けられていることを特徴とする、装置(70)。 a stationary mechanical element (71);
a rotatable shaft (72) supported by at least one bearing member (65) according to any one of claims 1 to 9;
wherein the bearing housing (20) of said bearing member (65) is further attached to said stationary mechanical element (71) via said tilt member (41) An apparatus (70), characterized in that:
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